CN107803502B - 激光选区熔化成形设备振动铺粉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光选区熔化成形设备振动铺粉装置，包括压板、刮板、刮板座和振动装置，其中，所述刮板通过压板和连接件固定在所述刮板座上，所述振动装置通过连接件与所述刮板座固定，所述刮板座为弹性结构；本发明结构及运动方式简单，易于控制；利用振动压实粉层更有效，刮板无需设计铺粉前角，减少夹粉现象；利用振动可使得刮板粘粉提前脱落，提高铺粉质量；还可以提高粉末流动性，降低对粉末材料的性能要求，节约加工成本。

Description

激光选区熔化成形设备振动铺粉装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种激光选区熔化成形设备振动铺粉装置。
背景技术
激光选区熔化(SLM)成形，是以粉末为原料，通过选区熔化工艺进行零件的快速成形技术，是目前快速制造领域研究的热点，其工艺流程为:铺粉装置首先在加工平面上铺好一层原料粉末，然后加工源根据零件截面形状对粉末进行分区作业，成形出零件的截面轮廓。一层粉末成形完毕后，铺粉装置在成形工作面再铺上一层粉末，加工源对该层粉末再次进行选区作业，并完成新生成层片与原有部分之间的熔合，如此循环逐层堆积制造，最后形成实体。
目前，常用铺粉方式，如《电子束选区熔化技术中可控振动落粉铺粉系统的研究》，晏耐生等，中国机械工程第21卷第19期2010年10月,中所述的，包括以下几种：
a、刮板式铺粉方式
该机构运动方式简单，易于控制；缺点是刮板对粉末层的压实作用小，且对设备及粉末材料精度要求较高，当粉末粒径较大或流动性不好时，刮板与工作平面之间容易夹粉而造成铺粉层不均匀，金属刮板则容易粘粉；
b、辊子式铺粉方式
该机构可以较大程度地提高粉末层的压实密度；缺点是辊子滚动会在粉末层表面留下波纹，影响粉末层表面的平整度，同时粉末承受的辊子压应力传到下面已成形的坯件上，容易使强度不高的零件产生裂纹，金属辊子则容易粘粉；
c、移动料斗式铺粉方式
该机构采用移动料斗铺压粉，兼具刮板功能，可以避免粉末堆积在辊子或刮板前方，减小对粉床的压力；缺点是压实粉末的效果不是很理想，并且当成形材料为流动性差的粉末时，粉末由于架桥现象不能从料斗狭缝中流出。
发明内容
本发明的目的就在于提供激光选区熔化成形设备振动铺粉装置，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
一种激光选区熔化成形设备振动铺粉装置，包括压板、刮板、刮板座和振动装置，其中，所述刮板通过压板和连接件固定在所述刮板座上，所述振动装置通过连接件与所述刮板座固定，所述刮板座为弹性结构。
作为优选的技术方案：所述振动装置为振动电机。
作为优选的技术方案：所述连接件为螺钉。
本发明是在刮板式铺粉装置基础上，通过改进其结构，并增加振动源而形成的新型刮板式铺粉装置。相比较传统刮板式和辊子式铺粉装置，本发明的装置不仅保留了其结构简单的特点，而且可以明显改善粉末流动性，并显著降低刮板或辊子粘粉、夹粉带来的负面影响。
现有的刮板式铺粉装置在铺粉作业时，其迎粉面与运动方向之间存在前角α，一般来说，较小的前角α由于产生较大的竖向分力，往往会有较好的压实效果，但若前角α过小，在遇到大粒径粉末颗粒时，刮板与成形面间产生夹粉的可能性会明显增加，限制了压实效果。
本发明的振动铺粉装置在改进刮板座结构后，在其合适位置安装振动电机作为激振源，迫使刮板迎粉面在竖直和水平方向均产生高频微幅振动分量，铺粉作业过程中，水平方向的振动分量主要作用于刮板前方粉末，使其受惯性力作用而增加流动性，使得小颗粒粉末能够迅速填充大颗粒粉末间隙，提高铺粉层致密度；竖直方向的振动分量用于振捣、压实刮板下方粉层，排除粉末颗粒间气体，进一步增加粉层致密度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、相对于辊子式或移动料斗式铺粉方式，结构及运动方式简单，易于控制；
2、利用振动压实粉层更有效，刮板无需设计铺粉前角，减少夹粉现象；
3、利用振动可使得刮板粘粉提前脱落，提高铺粉质量；
4、提高粉末流动性，降低对粉末材料的性能要求，节约加工成本。
附图说明
图1为本发明铺粉装置的结构示意图；
图2为本发明铺粉装置的主视图；
图3 为本发明铺粉装置的左视图。
图中：1、压板；2、刮板；3、振动电机；4、刮板座；5、加强筋；6、通槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例：
参见图1-3，一种激光选区熔化成形设备振动铺粉装置，包括压板1、刮板2、刮板座4和振动电机3，刮板2通过压板1和螺钉固定在刮板座4上，刮板座4为弹性结构，振动电机3通过螺钉与刮板座4固定，振动电机3的轴线与刮板2和工作平面均保持平行；
如图3所示，刮板座4整体呈L形，拐角处设三角形加强筋5，刮板座4在刮板2安装位置上方区域加工出镂空通槽6，通槽6外部呈矩形狭缝状，根部呈圆孔状，截面仅保留很细窄一部分连接区域，形成弹性变形区域，即刮板座4在激振力作用下的弯曲变形主要集中在这一区域。发生变形时，刮板2迎粉面可近似看作绕这一弹性区域中心做转动，进而在竖直和水平方向上均形成振动位移分量；
振动电机3用螺钉固定在刮板座4右侧悬臂座板上，转动时利用偏心轮产生周期性激振力，联动刮板座4、刮板2及压板1随同振动，当振动电机3工作时，结构对激振力的位移响应将主要发生在刮板座4弹性区域下方部分结构，同时迫使刮板2及压板1随同发生有效的受迫振动，进而作用于铺粉层，提高铺粉质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种激光选区熔化成形设备振动铺粉装置，其特征在于：包括压板、刮板、刮板座和振动装置，其中，所述刮板通过压板和连接件固定在所述刮板座上，所述振动装置通过连接件与所述刮板座固定，所述刮板座为弹性结构；所述刮板座在所述刮板安装位置上方区域加工出镂空通槽，所述通槽外部呈矩形狭缝状，根部呈圆孔状。
2.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形设备振动铺粉装置，其特征在于：所述振动装置为振动电机。
3.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形设备振动铺粉装置，其特征在于：所述连接件为螺钉。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11597147B2 (en) 2018-07-31 2023-03-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ultrasonic spreading blades with kickers
CN109001237B (zh) * 2018-09-25 2019-05-17 长安大学 一种基于ct扫描和3d打印的岩体内部结构制作方法
CN112020419A (zh) 2018-10-12 2020-12-01 惠普发展公司，有限责任合伙企业 撒布装置振动的频率控制
JP7408919B2 (ja) * 2019-03-15 2024-01-09 株式会社Ihi 積層造形装置
CN109967744A (zh) * 2019-05-16 2019-07-05 浙江盛泰防务科技有限公司 一种sls金属粉末3d打印机的成型装置
CN110586939A (zh) * 2019-10-28 2019-12-20 华南理工大学 一种高反射材料蓝绿激光微熔化成型方法与装置
CN113814394B (zh) * 2021-09-28 2023-09-01 共享智能装备有限公司 一种用于微滴喷射打印的金属粉末材料及配备方法
CN114734064B (zh) * 2022-06-10 2022-08-26 航宇新材料智能制造研究院(山西)有限公司 一种选区熔化成形设备的振动铺粉装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4273785B2 (ja) * 2002-08-27 2009-06-03 パナソニック電工株式会社 三次元形状造形物の製造装置
CN201300207Y (zh) * 2008-10-30 2009-09-02 华中科技大学 一种金属零件选区激光熔化快速成型设备
DE102012200161A1 (de) * 2012-01-06 2013-07-11 Evonik Industries Ag Vorrichtung zur schichtweisen Herstellung von dreidimensionalen Objekten
CN104043830B (zh) * 2014-06-30 2016-02-24 湖南华曙高科技有限责任公司 增材制造设备及其复合压实铺粉装置、方法
CN204842976U (zh) * 2015-07-23 2015-12-09 南京中科煜宸激光技术有限公司 一种3d打印装置
CN105436501B (zh) * 2016-01-08 2017-10-03 江苏永年激光成形技术有限公司 Slm带压实功能刮板
CN105817623A (zh) * 2016-04-22 2016-08-03 湖南华曙高科技有限责任公司 用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法
CN106424729A (zh) * 2016-10-25 2017-02-22 天津清研智束科技有限公司 一种铺粉装置及增材制造装置
CN106378452B (zh) * 2016-11-28 2018-02-06 南京农业大学 一种增/减材混合制造平台

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